[發明專利]一種用于VOCs消除的多級孔分子篩催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202011183573.4
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112452353A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 邊超群;萬曉燕;顏研;鄭璐;雷鵬輝;曾敏芳
• 申請（專利權）人: 金華職業技術學院;金華歐侖催化科技有限公司
• 主分類號: B01J29/44
• 分類號: B01J29/44;B01D53/86;B01D53/44
• 代理公司: 杭州知學知識產權代理事務所(普通合伙) 33356
• 代理人: 張雯

本發明公開了一種用于VOCs消除的多級孔分子篩催化劑及其制備方法。該催化劑的制備包括以下步驟：(1)將硅源、鋁源、堿源和水混合在一起，攪拌均勻，除去分解所產生的醇類有機物，得到凝膠；(2)將凝膠轉移至反應釜中密封晶化，得到白色粉末狀固體即為ZSM?5分子篩載體；(3)將ZSM?5分子篩載體浸漬于含有貴金屬可溶性鹽的水溶液中，經超聲、攪拌、靜置、干燥、焙燒，得到負載貴金屬的多級孔分子篩催化劑。本發明制備的多級孔分子篩催化劑成本低，應用簡單，無需經過還原處理即可直接用于凈化環境中的VOCs，性能穩定，對于不同條件下的VOCs的催化消除均具有較高的催化性能和較低的催化消除溫度。

技術領域

本發明涉及環境催化領域，具體為一種用于VOCs消除的多級孔分子篩催化劑及其制備方法。

背景技術

揮發性有機物(Volatile Organic Compounds，VOCs)是一類毒性較大、污染嚴重的化學物質，也是加重大氣復合污染的重要前驅體之一。目前廣泛應用的VOCs污染控制技術基本分為兩大類：一類是物理方法回收，用物理的方法將VOCs富集，再通過后期處理進行回收，此類方法包括多孔材料吸附技術、溶液吸收技術等。該類方法雖然操作簡單，但是存在二次污染等問題。另一類是使用化學或生物的技術使VOCs氧化降解為二氧化碳、水等無毒或毒性小的無機物，包括直接燃燒技術、光催化技術、等離子體技術和催化燃燒技術等。其中，催化燃燒相比于其他幾種方法，可以在遠低于直接氧化溫度條件下處理低濃度的VOCs廢氣，具有凈化效率高、無二次污染、能耗低、適用范圍廣等特點，是目前實際VOCs處理應用中最有效的方法之一。

催化氧化法消除VOCs廢氣常用的催化劑主要包括非貴金屬氧化物及其復合物(MnO_x,CuO_x,ZrO_x等)、鈣鈦礦催化劑(LaMnO₃,SrFeO₃等)和負載型貴金屬催化劑(Pt/ZrO₂,Pt/TiO₂,Au/CeO_x等)三大類。非貴金屬氧化物及其復合物、鈣鈦礦催化劑經過多年的研究，其穩定性和催化活性仍需要進一步的提升。負載型貴金屬催化劑，具有較低的VOCs消除反應溫度，相對較高的選擇性和穩定性，引起了受到研究者的興趣。而沸石分子篩憑借其大比表面積、規則孔道、高水熱穩定、可調控的骨架硅鋁比值等優點，逐漸成為VOCs催化氧化的研究熱點之一。

在專利CN110496595A公開的一種晶粒尺寸可控的類固相VOCs降解高硅ZSM-5分子篩的制備方法中，(1)將硅源、堿源、模板劑、ZSM-5分子篩晶種與水混合，形成凝膠；(2)將步驟(1)中所述凝膠置于反應釜中于進行水熱處理，反應結束后，進行固液分離、洗滌、干燥、焙燒得到分子篩原粉；(3)將步驟(2)所得分子篩原粉置入銨鹽溶液中進行離子交換，以得到銨型ZSM-5分子篩，然后焙燒得到HZSM-5。根據該專利制備的分子篩催化劑具有粒徑小、比表面積大、良好的疏水性以及較強的VOC吸附性能等優點。但是在該專利的技術方案中，ZSM-5分子篩的合成除了常規的硅源、鋁源、堿源和水之外，還使用了四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨等作為模板劑，具有較高的合成成本。